Как сделать активный звукосниматель своими руками. Как сделать самодельный звукосниматель для акустической гитары своими руками? Как сделать звукосниматель для гитары

Пролог

История начинается с моей гитары INVASION ST300, а точнее когда я сравнил ее звучание с более серьезным инструментом. Говорят к хорошему быстро привыкаешь, наверное поэтому мне стало невыносимо играть на прежнем инструменте. После недели тоскливого уныния я затеял переворот, а точнее "перенамот" :D

Изготовление самодельного звукоснимателя

Сняв и разобрав звукосниматели я увидел следующую конструкцию: катушка на пластмассовом корпусе залитая парафином, 6 металлических сердечников и ферритовый магнит.

В центральной части есть отверстие для установки на ось для намотки, не руками же мотать =) Ну вот тут самая ответственная часть работы. Для того чтобы облегчить себе жизнь я мотал сразу в 6 ниток (что в конечном итоге повлияло на результат, однако об этом позже). Уместилось по 450 витков, и того 2700 витков (диаметр проволоки 0,08мм). Сопротивление датчика получилось около 1,5кОм, что в несколько раз меньше обычного (но об этом тоже потом). При прямых руках и хорошем обращении с проволокой эта процедура занимает всего пару часов. После намотки нужно соединить все обмотки последовательно в одну (здесь самое важное, соединить их в правильными направлении). Места спайки нужно изолировать друг от друга.

Так как количество витков невелико, а следовательно и сигнал с катушки будет не таким сильным, не будет лишним заэкранировать катушку от наводок. По размеру катушки я вырезал медную полосу, которая одевается поверх изолированной обмотки. Концы полосы заклеены скотчем, чтобы избежать замыкания экранного витка, иначе это приведет к потере мощности на этом витке и плохому сигналу на выходе. Также все металлические сердечники соединяются тонкой проволокой и подсоединяются к экрану

Экранировка обматывается изоляционной лентой или лейкопластырем. Сердечники вставляются в катушку, магнит приклеивается на место.

Датчик можно устанавливать на место и подключать. Касаясь темы экранировки гитары отмечу, что везде рекомендуется соединять землю звездой, на сигнальные проводники одевать экранную защиту, а отрицательные выводы с датчиков подсоединять к земле в самой далекой (по цепи) точке, например на выходном гнезде, или если приобрести микрофонный двухпроводной шнур и стерео-разъем с гнездом (как это сделано у меня), то на другом конце шнура. В такой схеме компенсируются шумы наведенные на шнуре. Так же к плюсом этой схемы является возможность использовать и обыкновенный однопроводной шнур, тогда сигнальная земля замыкается на выходе гитары через джек.

Здесь цветом отмечено: красным - сигнальные провода и элементы, синим - сигнальная земля, черным - земля и экраны.

Устанавливаем датчик на место и пробуем звук!

Поиграв на датчике я отметил появления "голоса" у гитары. Звук стал более отчетливым и певучим. На перегрузе стало отчетливо слышно удары медиатора о струны и, что самое важное, появились флажолетные призвуки между нотами. Искусственные флажолеты извлекаются легко и непринужденно. Куча новых ощущений =) Однако из-за невысокого выходного напряжения соотношение сигнал/шум стало хуже.

Измерение частотных характеристик звукоснимателя

За основу методики измерения была взята схема из статьи GUITAR STUDIO: Секреты звукоснимателей . В ней предлагается использовать внешнюю катушку с малым сопротивлением, емкостью и индуктивностью. Частотная характеристика которой будет заведомо шире, а значит равномерной в области измерения АЧХ измеряемого датчика. Однако я посчитал, что лучше использовать большую силовую катушку с большим сопротивлением для создания внешнего магнитного поля, чтобы увеличить точность измерения и уменьшить необходимые для измерения токи. Однако, в таком случае необходимо учитывать АЧХ силовой катушки.

Теоретическая часть

Итак, электрическая схема для измерения АЧХ звукоснимателя:

Генератор переменного напряжения G подает напряжение на силовую катушку, которая наводит ЭДС в измеряемом звукоснимателе. Измеряя отношение напряжения на измеряемой катушке к напряжению на силовой катушке мы получаем передаточный коэффициент схемы, который равен произведению передаточных коэффициентов двух катушек. Изменяя частоту генератора и записывая показания напряжения можно построить АЧХ схемы:

U out (f) / U in (f) = А o (f) = A coil (f) * A x (f)

А для измерения передаточной характеристики силовой катушки нужно как раз использовать эталонную низкоомную катушку с низкой индуктивностью и емкостью, характеристика которой не изменяется в измеряемой области частот. В этом случае силовая катушка остается на месте, а вместо измеряемого звукоснимателя ставится эталонная катушка. Измерив АЧХ силовой катушки A coil (f) можно вычислить АЧХ измеряемого звукоснимателя A x (f) с точностью до множителя. (В случае идентичных по размерам датчиков и одинаковом расположении силовой катушки этот коэффициент будет совпадать, и можно сравнивать эти датчики по уровню выходного сигнала).

Обычно АЧХ измеряют в децибелах, а не в "разах", поэтому переведем полученные передаточных характеристики по формуле:

АЧХ o (f) = 20 * log [ U out (f) / U in (f) ] = АЧХ coil (f) + АЧХ x (f)

И для того, чтобы получить чистую характеристику измеряемого датчика АЧХ x (f), останется всего-навсего вычесть из измеренной АЧХ o (f) характеристику силовой катушки АЧХ coil (f).

Практическая часть

Генератор, который я использовал делал еще мой отец:) Он генерирует синусоидальный сигнал заданной частоты (выбирается переключателем) с амплитудой до 10В и имеет ограничение по току максимум в 10мА. В качестве измерительного вольтметра я использовал мультиметр из серии M-890, у него есть замечательная возможность измерения переменного напряжения начиная с 10мВ. Для соединения всех приборов и катушек я вырезал из текстолита пластину с тремя контактами (см. на фото). Архиважная вещь, без нее вся конструкция будет хлипкой и будет разваливаться, а силовая катушка так и норовит сместиться или упасть, что недопустимо в процессе измерения!

В качестве эталонной низкоомной катушки для изменения АЧХ силовой катушки я намотал около 1000 витков эмалированного провода диаметром 0.08мм на ферритовую заготовку, которую достал когда-то из сломанного импортного телевизора.

Можно провести измерение не снимая струн и звукоснимателя!

Результаты

Сначала измерим АЧХ силовой катушки с помощью эталонной и АЧХ полной схемы "силовая катушка + датчик":

Разница в АЧХ даст нам чистую АЧХ измеряемого датчика (#3) с точностью до аддитивной постоянной:

Результирующая кривая достаточно точно повторяет теоретическую кривую, что подтверждает правильность измерения и методики. Слабое отклонение линии слева от резонанса говорит о хорошей точности полученных данных.

Таким образом я снял характеристики всех трех сингловых датчиков:

#1 - нековый (у грифа), #2 - средний, #3 - бриджевый (у машинки). Как видно резонансная частота всех датчиков находится в районе 6-8кГц. Попытка китайского брата сделать широкополосные датчики?

А теперь измерим АЧХ самодельного датчика в сравнении с АЧХ бриджевого звукоснимателя (#3), именно по его размерам я делал свой.

Резонансная частота находится на 3кГц, что как раз находится зоне максимального слухового восприятия и придает звонкость "голосу" датчика. Добротность резонанса примерно 2,5. Однако выходное напряжение в 2,5 раза меньше.

Обсуждение результатов

Теперь я бы хотел немного обсудить то, что у меня получилось, и что не получилось. Я намеренно задумывал сделать сопротивление датчика низким. При уменьшении количества витков индуктивность и емкость уменьшаются, и это обычно приводит к смещению резонансной частоты вправо. Однако в моем случае я наматывал проволоку в 6 обмоток, и в результате к межвитковой емкости добавилась емкость между обмотками, что привело к сдвигу резонансной частоты влево. Я долго обдумывал параметры намотки, а в процессе суммарное количество витков пришлось уменьшить с 3000 до 2700 из-за того, что больше просто не влезло:) но тем не менее все сложилось достаточно удачно.

Низкое сопротивление датчика позволило сделать достаточную высоту резонанса, однако низкое выходное напряжение не дает хорошего выходного напряжения и отношения сигнал/шум, даже с экранировкой датчика. Поэтому в будущем я планирую "активизировать" датчик и усилить напряжение выхода до приемлемого уровня. Ну и само-собою готовый датчик нужно будет залить парафином. И еще я планирую записать образцы звука.

Звукосниматель нужен для того, чтобы усилить воспроизводимые гитарой звуки. Часто его используют для акустики. Также этот элемент преобразует звук, делает его звонче. Иногда установка звукоснимателя становится очень важной, например, когда нужно подготовить гитару для выступления на сцене.

Если в акустическую гитару встроить звукосниматель, то она станет электроакустической. Они делятся на несколько видов, но задача каждого из них передать как можно реалистичнее звук любой струны.

Какими бывают звукоусилители

Звукосниматели делятся на магнитноэлектрические и пьезоэлектрические. Первый тип является съемным и устанавливается в деку гитары, при этом не проводится никаких грубых изменений корпуса. Но такой звукосниматель извлекает звуки немного на других частотах и может исказить правильный акустический звук. За счет того, что элемент съемный, в любой момент можно убрать его.

Магнитный звукосниматель ставится на гитары только с металлическими струнами, так как звуки нейлоновых он не улавливает.

Но более подходящим является второй вариант звукоснимателя. Он улавливает и усиливает любые звуки, издаваемые гитарой: звуки струн, рук гитариста и вибрации корпуса. Преобразование акустики в электросигналы происходит при помощи пьзокристалла. Он может быть съемным и стационарным. Такой звукосниматель придает глубокое и интересное звучание гитаре.

Как сделать звукосниматель для гитары

В домашних условиях можно сделать звукосниматели обоих типов. Интереснее в плане экспериментов является преобразование акустики в электрогитару. Для этого необходимо делать магнитный звукосниматель.

Первым делом вырезаются две пластинки, которые крепятся к основанию с шестью отверстиями. Они крепятся сверху и снизу, для образования челнока под намотку катушки индуктивности. Материал изготовления листы фольгированного стеклотекстолита.

Каркас может быть вырезан из твердых пород дерева или пластика. Он помещается между тонкими пластинами стеклотекстолита.

Чтобы процесс сверления был удобным и безопасным, основание заматывается в тонкий картон и зажимается в тисках. Отверстия сверлятся острым сверлом на высоких оборотах. Домашней дрелью сделать подобные ровные отверстия сложно, поэтому в качестве основания можно взять более твердый и прочный материал без магнитных свойств. В данном случае берется оргстекло.

Далее понадобятся мощные магниты маленькой высоты. Для намотки берется тонкая медная проволока. Для создания катушки индуктивности необходимо намотать проволоку в 3000 витков. Также для намотки можно взять тонкий провод с диаметром 0,1 мм.

Далее конец провода очищается от эмали, берется изолированный проводник, который припаивается к проволоке. Место спайки закрывается изолентой. После провод укладывается в катушку и закрепляется несколькими витками намотки.

Изготовление самодельного звукоснимателя

Меня несколько удивило, что металлические сердечники оказались раздельными (до этого я думал, что это цельная часть). Разбирать старую катушку дальше я не стал, чтобы на случай неудачи сделать "backup". Поэтому корпус пришлось делать самому. Для этого я выпилил 8 пластин из пластмассы (толщиной ~2мм), 6 из которых образовали сердечник катушки, а остальные 2 ограничительные крышки. Все эти пластины были доведены но необходимых размеров и склеены вместе. Трудность тут возникает с отверстиями под сердечники, их нужно просверлить в нужном месте и точно по оси. Чтобы не загубить заготовку я рассверливал отверстия меньшего диаметра, а дальше доводил круглым надфилем, и проверял диаметр вставляя сердечник.

В центральной части есть отверстие для установки на ось для намотки, не руками же мотать! Ну вот тут самая ответственная часть работы. Для того чтобы облегчить себе жизнь я мотал сразу в 6 ниток (что в конечном итоге повлияло на результат, однако об этом позже). Уместилось по 450 витков, и того 2700 витков (диаметр проволоки 0,08мм). Сопротивление датчика получилось около 1,5кОм, что в несколько раз меньше обычного (но об этом тоже потом). При прямых руках и хорошем обращении с проволокой эта процедура занимает всего пару часов. После намотки нужно соединить все обмотки последовательно в одну (здесь самое важное, соединить их в правильными направлении). Места спайки нужно изолировать друг от друга.

Так как количество витков невелико, а следовательно и сигнал с катушки будет не таким сильным, не будет лишним экранировать катушку от наводок. По размеру катушки я вырезал медную полосу, которая одевается поверх изолированной обмотки. Концы полосы заклеены скотчем, чтобы избежать замыкания экранного витка, иначе это приведет к потере мощности на этом витке и плохому сигналу на выходе. Также все металлические сердечники соединяются тонкой проволокой и подсоединяются к экрану

Экранировка обматывается изоляционной лентой или лейкопластырем. Сердечники вставляются в катушку, магнит приклеивается на место.

Датчик можно устанавливать на место и подключать. Касаясь темы экранировки гитары отмечу, что везде рекомендуется соединять землю звездой, на сигнальные проводники одевать экранную защиту, а отрицательные выводы с датчиков подсоединять к земле в самой далекой (по цепи) точке, например на выходном гнезде, или если приобрести микрофонный двухпроводной шнур и стерео-разъем с гнездом (как это сделано у меня), то на другом конце шнура. В такой схеме компенсируются шумы наведенные на шнуре. Так же к плюсом этой схемы является возможность использовать и обыкновенный однопроводной шнур, тогда сигнальная земля замыкается на выходе гитары через джек.

Здесь цветом отмечено: красным - сигнальные провода и элементы, синим - сигнальная земля, черным - земля и экраны.

Устанавливаем датчик на место и пробуем звук!

Поиграв на датчике я отметил появления «голоса» у гитары. Звук стал более отчетливым и певучим. На перегрузе стало отчетливо слышно удары медиатора о струны и, что самое важное, появились флажолетные призвуки между нотами. Искусственные флажолеты извлекаются легко и непринужденно. Куча новых ощущений! Однако из-за невысокого выходного напряжения соотношение сигнал/шум стало хуже.

Измерение частотных характеристик звукоснимателя

Теоретическая часть

Итак, электрическая схема для измерения АЧХ звукоснимателя:

Обычно АЧХ измеряют в децибелах, а не в «разах», поэтому переведем полученные передаточных характеристики по формуле:
АЧХ o (f) = 20 * log [ U out (f) / U in (f) ] = АЧХ coil (f) + АЧХ x (f)

Практическая часть

Генератор, который я использовал, делал еще мой отец! Он генерирует синусоидальный сигнал заданной частоты (выбирается переключателем) с амплитудой до 10В и имеет ограничение по току максимум в 10мА. В качестве измерительного вольтметра я использовал мультиметр из серии M-890, у него есть замечательная возможность измерения переменного напряжения начиная с 10мВ. Для соединения всех приборов и катушек я вырезал из текстолита пластину с тремя контактами (см. на фото). Архиважная вещь, без нее вся конструкция будет хлипкой и будет разваливаться, а силовая катушка так и норовит сместиться или упасть, что недопустимо в процессе измерения!

Можно провести измерение не снимая струн и звукоснимателя!

Результаты

Сначала измерим АЧХ силовой катушки с помощью эталонной и АЧХ полной схемы «силовая катушка + датчик»:

Разница в АЧХ даст нам чистую АЧХ измеряемого датчика (#3) с точностью до аддитивной постоянной:

Результирующая кривая достаточно точно повторяет теоретическую кривую, что подтверждает правильность измерения и методики. Слабое отклонение линии слева от резонанса говорит о хорошей точности полученных данных.

Таким образом я снял характеристики всех трех сингловых датчиков:

#1 - нековый (у грифа), #2 - средний, #3 - бриджевый (у машинки). Как видно резонансная частота всех датчиков находится в районе 6-8кГц.

А теперь измерим АЧХ самодельного датчика в сравнении с АЧХ бриджевого звукоснимателя (#3), именно по его размерам я делал свой.

Резонансная частота находится на 3кГц, что как раз находится зоне максимального слухового восприятия и придает звонкость «голосу» датчика. Добротность резонанса примерно 2,5. Однако выходное напряжение в 2,5 раза меньше.

Обсуждение результатов

Теперь я бы хотел немного обсудить то, что у меня получилось, и что не получилось. Я намеренно задумывал сделать сопротивление датчика низким. При уменьшении количества витков индуктивность и емкость уменьшаются, и это обычно приводит к смещению резонансной частоты вправо. Однако в моем случае я наматывал проволоку в 6 обмоток, и в результате к межвитковой емкости добавилась емкость между обмотками, что привело к сдвигу резонансной частоты влево. Я долго обдумывал параметры намотки, а в процессе суммарное количество витков пришлось уменьшить с 3000 до 2700 из-за того, что больше просто не влезло. Но тем не менее все сложилось достаточно удачно.

Низкое сопротивление датчика позволило сделать достаточную высоту резонанса, однако низкое выходное напряжение не дает хорошего выходного напряжения и отношения сигнал/шум, даже с экранировкой датчика. Поэтому в будущем я планирую «активизировать» датчик и усилить напряжение выхода до приемлемого уровня. Ну и само-собою готовый датчик нужно будет залить парафином.

Недавно столкнулся с проблемой самодельной гитары. Нужны звукосниматели. Нашел в интернете схему звукоснимателей и на принципе её, собрал самодельный звукосниматель

Если рассмотреть техническую часть работы, то не так уж и сложно сделать его самому. Для работы я использовал обычный шуруповерт – дрель (сверло 3.16 holes), кусочек досточки, проволока медная 0,08 мм, коробка с диска, магнит и некоторые другие инструменты которые я использовал на протяжении изготовления самодельного звукоснимателя.

Тело звукоснимателя
Начинал я с тела звукоснимателя. Тело звукоснимателя я делал с обычного куска досточки. Я отпилил кусочек деревяшки размером длиной 6,5 см, шириной 1,5 см и высотой 1,5 см. Потом аккуратненько наждачной бумагой загладил края и убрал заусеницы сверху и снизу. Получилась у меня деталь высотой 1 см, длиной 6 см, и шириной 0,6 см Затем сверлом 316 просверлил 6 одинаковых дырочек на расстоянии 1 см друг от друга.

Далее я взял обычную коробку из под диска и вырезал с нее две пластины. Первую размером длиной 7,5 см, шириной 2 см, вторую – длиной 8 см, и шириной — 2,5 см. Во второй пластине просверлил еще 2 дырочки для крепления к гитаре.
Затем аккуратненько приклеил эти пластинки к первой деревянной заготовке.

Примерно такое изделие получится после завершения работы

Электронная часть
Теперь рассмотрим электронную часть. Что бы звукосниматель работал нам надо намотать на него 8000 витков проволоки 0,08 мм, представляете, сколько это займет времени. Я просто взял обычный шуруповерт поставил на него насадку, сделанную с обычного бруска, закрепил на ней нашу заготовку. Рядом на штыре закрепил катушку проволоки.

При таком способе нельзя давать много оборотов, поскольку просто лопнет проволока, а это не есть хорошо.

Окончательный этап
Теперь заключительная часть. Здесь просто надо сделать экран на звукосниматель.

Это сделать просто, надо вырезать его из консервной банки подходящий по размеру звукоснимателя и плотно обмотать катушку, предварительно нанесши один слой изоленты на катушку, что бы экраном не повредить целостность катушки. После экрана хорошо все замотать изолентой.

Если удастся найти обычный наушник от электромагнитных головных телефонов типа ТОН-1 или ТОН-2, то его можно использовать в качестве звукоснимателя в акустической гитаре. Сопротивление катушек таких наушников составляет, как правило, 2200 Ом или 1600 0м соответственно. С этой целью в центре крышки, которая навинчивается на корпус наушника следует просверлить отверстие диаметром 7...8 мм. К этой же крышке, на ее наружной плоской поверхности, приклеивают в трех местах три фетровые прокладки, размером 10x10 мм (рис. 23.1.я). Далее, в центре металлической мембраны припаивают стальной гвоздь диаметром 0,2...0,3 мм шляпкой к мембране. Длину гвоздя выбирают с таким расчетом, чтобы его конец выступал над поверхностью приклеенных к крышке прокладок на высоту 4 мм. На этом переделка заканчивается, наушник собирают и получившийся звукосниматель крепят к гитаре. Крепление звукоснимателя производят путем осторожного накалывания на поверхность гитары, следя при этом за равномерным прижатием фетровых прокладок к ее корпусу (рис. 23.1.6). После этого выводы звукоснимателя подключают к выходу усилителя звуковой частоты и начинают игру на электрогитаре.

Рис. 23.1. Конструкция звукоснимателя для акустической гитары на базе наушника типа ТОН-1 (а) и его крепление на корпусе гитары (б)

Звукосниматель на базе телефонного наушника обладает серьезным недостатком: он, как правило, возбуждается от деки гитары. Дека гитары кроме колебаний струн воспринимает еще и посторонние шумы, что снижает качество звучания и может быть причиной нежелательной акустической связи. Помимо этого колебания деки зависят от качества дерева, использованного для ее изготовления. В связи с этим, как показывает практика, если адаптеризировать недорогую акустическую гитару, то получить хороший звук с таким датчиком весьма затруднительно.

Более совершенными, почти лишенными этого недостатка, являются конструкции звукоснимателей с общей катушкой, имеющей магнитный сердечник в виде бруска (рис. 23.2) или с несколькими небольшими электромагнитами, расположенными под каждой струной гитары (рис. 23.3). Это тип звукоснимателей реагирует только на колебания струн и не реагирует на деформации корпуса. Принцип работы таких датчиков следующий. При игре на гитаре колеблющиеся металлические струны изменяют величину магнитного поля, создаваемого постоянным магнитом, установленным под ними.

В результате в обмотке катушки возникает переменная ЭДС, которая и поступает на вход УЗЧ. На рис. 23.4 представлено устройство электромагнитного звукоснимателя с одним сердечником. В качестве сердечника следует использовать брусок из магнитного сплава или твердой углеродистой стали. Размеры бруска определяют исходя из минимального расстояния между струнами и декой, а также расстояния между крайними струнами. Катушка звукоснимателя бескаркасная и содержит 1000...2000 витков провода ПЭЛ или ПЭВ 00,05...0,1 мм. Сопротивление катушки должно быть около 2...3 кОм. Следует иметь в виду, что при использовании провода большого диаметра возрастают размеры звукоснимателя. Катушку удобно наматывать на оправке, соответствующей размерам выбранного магнита. Начало и конец катушки желательно маркировать.

Рис. 23.2. Конструкция электромагнитного звукоснимателя для гитары с одним сердечником

Рис. 23.3. Одна из возможных конструкций электромагнитного звукоснимателя, состоящая из отдельных магнитных систем

Рис. 23.4. Один из вариантов конструкции электромагнитного звукоснимателя

Основание звукоснимателя изготовляют из стальной пластины согласно рис. 23.4. Собирают датчик в такой последовательности. Основание крепят клеем или иным способом под струнами гитары, а затем к нему приклеивают сердечник, например, клеем типа «Момент». В катушку вставляют магнитный сердечник и устанавливают на металлическое основание. В удобном месте на корпусе гитары крепят гнездо разъема для подключения штекке-ра, соединенного экранированным проводом с усилителем звуковой частоты. После этого к соответствующим контактам гнезда припаивают концы катушки. Звукоснимателям этого типа присущ повышенный уровень шумов, что связано со значительным рассеиванием магнитного поля. Особенно это заметно при большом усилении.

Неплохие результаты получаются при использовании в звукоснимателях сердечника из ножовочного полотн? При адаптеризации шестиструнной гитары на отрезок ножовочного полотна длиной 70 мм наматывают 1000...1500 витков провода ПЭЛ 00,05...0,08 мм (рис. 23.5.а). Такой звукосниматель можно использовать в помещениях с малыми наводками переменного тока. В противном случае обмотку делают из двух половинок, включенных навстречу друг другу (рис. 23.5.6). Звукосниматель укрепляют под струнами у голосника на расстоянии 5... 10 мм от струн и подключают к УЗЧ через предварительный усилитель (рис. 23.6). Потребляемый им ток составляет 1 мА. Для питания усилителя можно использовать три элемента типа 316 или четыре аккумуляторных элемента типа Д-0,25. Предварительный усилитель монтируют на небольшой печатной плате из фольгированного гетинакса и вместе с источником питания крепят на нижней стороне грифа инструмента. Для работы этого звукоснимателя необходимо 1-2 раза в месяц намагничивать струны гитары, проводя по ним постоянным магнитом.

Рис. 23.5. Конструкции электромагнитных звукоснимателей, с использованием в качестве сердечника ножовочного полотна, в зависимости от уровня наводок переменного тока в помещении: а — малый, б — большой